精铣椭圆斜孔固定循环功能的实现.pdf

模具工业2012年第38卷第7期
模具制造技术
精铣椭凤斜孔固定循环功能的实现
胡翔云
(湖北职业技术学院机电工程学院,湖北孝感432000
摘要:用球刀层切法精铣椭圆斜孔时的刀心轨迹是一个包合下刀高度变量和椭圆转角变量的参数方
程,据此参数方程可用2个嵌套的循环语句编写宏程序,并实现程序的参数化,然后设置成侁欂圆斜孔
?定循环G代码,用于精铣椭圆斜孔和圆台形孔的数控编程。
关鍵词:糒铣楠圆钭孔;层切法;宏程序;固定循环;C代码
中图分类号:TG66文献标识码:B文章编号:1001-2168(2012)07-0070-03
Achievement of fixed cycle function for precision
milling elliptic slant hole
HU Xiang
(School of Mechanical &Electrical Engineering, Hubei Polytechnic Institute, Xiaogan
Hubei 432000. China
Abstract: The cutter center track of precision milling an elliptic slant hole by spherical lay-
er cutting method is a parametric equation, which contains variables like knife height and
elliptic corner. Based on the equation, the macro program can be written by two loop
statements, and then the parameterization of programming was achieved. A fixed cycle
G-code was set as a program for miiling the elliptic slant hole and truncated cone-shaped
hole
Key words: precision milling of elliptic slant hole; layer cutting method; macro program;
fixed cvcle G-code
引言
定循环功能,对数控系统进行二次开发。
图1所示椭圆通孔带有斜度且四周斜度不相同
(简称椭圆斜孔)。精加工此椭圆斜孔不能采用立
铣刀,而应采用球刀”。椭圆斜孔精加工也不能采
用钻孔、龖孔,而应采用铣孔。当孔径较小时,可直
褛用钻头预钻孔,然后精铣孔;当孔径较大时,需要
用立铣刀粗铣孔,然后用球刀精铣孔。当前企业所
用数控系统没有铣椭囻斜孔固定循环功能,现给出
球刀精铣椭圆斜孔数学模型,并利用数控系统的用
图1椭圆斜孔
户宏程序功能编制宏程序,然后设置精铣椭圆斜孔
2加工工艺分析与刀心轨迹方程
收稿日期:2012-02-12。
椭圆孔(顶部和底部均为椭圆)、圆变椭圆孔
基金项目:湖北省教育厅科学研究项目(B20117102)
顶部和底部一个为椭圆形,另ー个为圆形)、圆台
作者简介:胡翔云(1966-),男(汉族),湖北孝昌人,副教授,主要形孔和椭圆台形孔,都可归为椭圆斜孔一类进行研
研究方向为数控加J瓦技术,地址:湖北省孝感市槐崩大道177号
究(圆可认为是长轴与短轴相等的椭园圆)。为分析
湖北职业技术学院机电王程学院,(电话)15327066468,(电子信
箱)h
方便,以精铣椭囻斜孔为代表进行分析。
xiangyun
n2@126.com
模具工业2012年第38卷第7期
图2所示粗实线为椭圆斜孔,孔的內壁可认为
w=arctan/(feos)]
是上下椭圆轮廓线上两动点M、M的连线分别以等
由式(1)可知,刀心xy坐标是转角变量的函
角速度旋转所形成的面合围而成(MM称之为素数:刀心2坐标是高度循环变量z及椭圆孔转角变量
线),T为球刀刀心,球刀与椭圆斜孔内壁在点N处函数,因而可以用2个嵌套的循环语句完成宏程序
与椭圆孔O1-O2的素线M相切。∮为椭圆素线的编制。
MM的转角。Qw为刀心T在椭圆O面上的投影。
上面分析中,当顶部或底部中的一个或全部为
容易证明如果用一张平行于水平面的平面去截椭圆时,各式仍成立。该数学模型不仅适用于椭圆斜
圆台,所得交线仍为椭圆。根据零件特征,可以采孔,也适用于圆变椭圆斜孔和圆台形孔。
用层切法加τ。层切法的基本原理是将椭圆台从
上到下分成若干薄片,一次切削一层,切完一层再3精铣椭圆斜孔的参数化宏程序
切第二层,直到切完为止。层与层之间的距离称为
采用 FANUC Series Oi- MOD5L D数控系统
下刀步距。由于数控系统没有椭圆插补功能,切某编写宏程序,以椭圆孔底的中心为零件坐标原点
层的椭圆(如N点处椭圆轮廊线)时,可用小直线(见图2)。宏稈序编制如下:
段去逼近椭囡弧进行近似加L,小直线段与椭圆弧
09010宏程序名(对应的数控系统参数号
的交点称为节点,相邻两节点与椭圆对称中心O的No.6050)
连线之间的夹角称为角步距。
#PI=#3101∥用Pl表示圆周率
#6=#11:∥定义高度循环量初值(#11为型腔深
度)
G00X#3+#10Y[#4+#10
01Z#11F20
Mi
WHILE#6 GTODO1:z向下刀循环开始
#7=#6や#3-#1y#1+#:∥计算任意高度i处的椭圆
长半轴
#8=#6*静4-#2y#11+#2:/计算任意高度i处的椭
圆短半轴
球刀头
#9=2*PI;∥给转角ψ赋初值(2m)
图2球刀精铣椭圆斜孔壁
WHILEE#9CE?D02:;/切削高度这“层的椭圆循
环开始
在图2中,设椭圆孔底部椭圆长半轴为a,短半
#16=#3*#3*COSI#9」*COS#9+#4*SIN#9)#4*SIN
轴为b,椭圆台顶部椭圆长半轴为c,短半轴为4,椭?;∥为缩縮短程序段长度,定义…个中间变量
圆台高为h,刀具半径为r。椭圆孔上任一点N至底
#17=#し#1COSN#9リずCOS#9+#2*SIN#9)?#2*SIN
面的高度为,椭圆上任意一点N与椭圆对称中心9:同
の的连线与X轴夹角为,点N处椭园的长半轴、短
#10= ATANISQRTE#161-SQRT#1711#11:/计算之
半轴用e√表示。利用几何和导数知识不难得到刀值
心T的运动轨迹方程为:
#12=ATAN#7*SIN#9#8*COS#9];/计算o之值
x=ecosゅ- rsin 6 cos o
#13=#7*COS#9」-#18*SIN#10?*COS#121;/け算刀
y=fsin g-rsin 0 sin w
心T的x坐标值
z=i+rcos0
#14=#8*SIN#9-#18*SIN#1?]SINT#121:/汁算刀
其中:e-i(c-a)/h+a
心T的y坐标值
f=i(d-byh+b
#15=#6+#18*COS[#1?:/计算刀心T的z坐标值
e=arctan